1. Invar36 薄板详解
Invar36 薄板，通常指用 Fe-36Ni 因瓦合金制成的薄板/薄带。中国牌号常称 4J36，美国 UNS 为 K93600，德国 DIN 为 1.3912，也叫 Alloy 36、Invar 36、殷瓦钢/因瓦合金。它的核心特点是在室温附近具有极低的热膨胀系数，因此被称为“因瓦”（Invar，源自 invariable，尺寸稳定）。
薄板形态通常厚度约 0.05–5 mm，常见 0.1–3 mm；更薄的常称箔材或带材。LNG 船用殷瓦钢典型厚度约 0.7 mm，OLED 蒸镀用精细金属掩模 FMM 则更薄。
一、化学成分
Invar36 是典型铁镍低膨胀合金，Ni 含量必须控制在 36% 左右，因为该成分附近热膨胀系数最低。
元素
典型含量 wt%
Ni
35.0–37.0
C
≤0.05
Mn
≤0.35，部分标准≤0.60
Si
≤0.20，部分标准≤0.30
P
≤0.02
S
≤0.02
Fe
余量
杂质 C、S、P 等会影响膨胀系数、加工性和尺寸稳定性，因此高端薄板对纯净度要求较高。
二、低膨胀原理
Invar36 在 居里温度约 230°C 以下为铁磁性奥氏体。温度升高时，正常晶格热振动会使材料膨胀；但 Fe-36Ni 合金的自发磁化随温度变化产生“磁体积效应”，带来体积收缩，两者相互抵消，因此宏观热膨胀系数极低。
当温度超过约 230°C 后，磁性有序逐渐消失，低膨胀效应减弱，热膨胀系数会快速升高，接近普通钢水平。
三、主要性能
1. 物理性能
项目
典型值
密度
8.05–8.15 g/cm³
熔点
约 1425–1430°C
居里温度
约 230°C
弹性模量
约 140–150 GPa
泊松比
约 0.29
热导率
约 10–14 W/(m·K)
电阻率
约 75–85 μΩ·cm
比热
约 500–520 J/(kg·K)
磁性
铁磁性，低矫顽力，饱和磁感约 1.2–1.5 T
2. 热膨胀系数
温度范围
平均线膨胀系数
-100–20°C
约 1.0–1.5 ×10⁻⁶/K
20–100°C
约 1.2–1.6 ×10⁻⁶/K
20–200°C
约 1.8–2.5 ×10⁻⁶/K
20–300°C
约 4–5 ×10⁻⁶/K
>230°C
明显升高
普通钢的膨胀系数约 11–13 ×10⁻⁶/K，Invar36 在室温附近只有其约 1/10。
3. 机械性能
状态
抗拉强度
屈服强度
延伸率
硬度
退火态
约 450–590 MPa
约 240–310 MPa
30–45%
约 150–180 HV
冷轧态
约 700–1200 MPa
约 600–1000 MPa
3–15%
约 250–400 HV
特点：塑性好、韧性好，但加工硬化明显，切削性较差，容易粘刀。冷加工和残余应力会改变尺寸稳定性与膨胀行为。
4. 其他性能
耐蚀性：一般，大气和潮湿环境中会生锈，不如不锈钢，常需镀镍、涂覆或控制环境。
焊接性：可焊，如 TIG、激光、点焊，但需控制热输入，焊后通常需去应力处理。
低温性能：在低温下仍保持奥氏体组织，适用于液氮、液氢、LNG 等低温场景。
热处理：常在真空或氢气气氛中 800–900°C 退火，去应力处理约 300–400°C，具体依标准和使用要求。
四、典型应用
Invar36 薄板主要用于“要求尺寸稳定、热膨胀匹配、低温密封或精密蚀刻”的场景：
LNG 与低温工程
薄膜型 LNG 储罐殷瓦钢、液氧/液氢杜瓦、超导磁体支撑结构。
OLED 显示与电子
精细金属掩模 FMM、CRT 荫罩、微波谐振腔、波导、电子封装基板。
精密仪器与量具
标准尺、刻线尺、精密丝杠、钟表摆轮、激光干涉仪部件。
光学与激光
激光谐振腔、光学平台、天文望远镜支架、镜面支撑结构。
航空航天
卫星天线、复合材料成型模具、与碳纤维热膨胀匹配的结构件。
热双金属
作为低膨胀侧，与高膨胀合金复合，用于温控开关、热继电器。
磁性与真空部件
需要一定软磁性和低膨胀的真空密封、磁性组件。
五、选型与使用注意
Ni 含量对膨胀系数极敏感，偏离 36% 会使 CTE 升高。
使用温度不宜长期超过居里点 230°C，否则低膨胀特性下降。
冷加工、焊接、残余应力会改变膨胀系数和尺寸稳定性，需退火/去应力。
耐蚀性一般，潮湿环境需表面处理。
成本高于普通钢和不锈钢，主要用于高附加值精密领域。
薄板需关注厚度公差、平直度、表面粗糙度、残余应力和晶粒度，尤其用于蚀刻和蒸镀掩模时。
一句话总结：
Invar36 薄板是 Fe-36Ni 因瓦合金薄板，中国牌号 4J36，核心优势是在 -100–200°C 范围内热膨胀系数极低，广泛用于 LNG 殷瓦钢、OLED FMM、精密仪器、光学激光、航空航天和低温工程等对尺寸稳定性要求极高的领域。
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